CZ9902274A3

CZ9902274A3 - Způsob zpracování amarantové mouky

Info

Publication number: CZ9902274A3
Application number: CZ19992274A
Authority: CZ
Inventors: Bedřich Matuš
Original assignee: Amr Amaranth A. S.
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-02-14
Also published as: CZ293044B6

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpracování amarantjflové mouky, zejména izolace olejové, bílkovinné, Škrobové a vláknité frakce.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že amarantí^ové zrno má vysokou nutriční hodnotu a bylo tradičně používáno jako zdroj kvalitních bílkovin a přírodních antioxidantů, které svým obsahem esenciálních aminokyselin nahrazovaly původním obyvatelům amerického kontinentu nedostatek důležitých minerálů, vitamínů a bílkovin. V zrnech amaranlj^u je obsah proteinů v průměru o 15 až 16 % hmotn. vyšší při porovnání s běžnými obilovinami. Vyšší obsah lysinu a tryptofánu je srovnatelný s živočišnými bílkovinami. Tukový podíl v zrnech amarantl^u, který je koncentrován v jeho klíčku a který je vyšší než u běžných obilovin, dosahuje u světlosemenných druhů 6 až 9 % hmotn., u tmavosemenných je ještě vyšší. Škrob v amarantl(|u je koncentrován v polyhedrálních parenchymatózních buňkách perispermu a ve světlých zrnech tvoří až 70 % hmotn. Morfologicky představuje škrob amarantUjlu ve srovnání s ostatními cereáliemi extrémně malé, okrouhlé až polygonální částečky o velikosti 1 až 3 pm; chemicky v něm dominuje amylopektin, amylóza buď není přítomna vůbec nebo jen v nízkých koncentracích (4 až 6% hmotn.), což je značný rozdíl oproti běžným cereáliím. Podle některých údajů zaujímají malé částice amarantfrového škrobu ve srovnání s většími škrobovými zrny běžných cereálií ve stejném objemu větší plochu, což umožňuje jejich rychlejší hydrolýzu glukoamylázou. Proto jsou pro energetickou potřebu lidského organismu lépe využitelná. Velikost škrobových částic a jejich chemická skladba ovlivňují jeho fyzikálně chemické vlastnosti, důležité pro trávení a vstřebávání. Vyšší vazebná schopnost amarantyového škrobu pro vodu může příznivě působit na oslabenou střevní motoriku. Malé částice škrobu nacházejí své použití i v kosmetice a jsou ideální pro škrobení prádla. Semena amarantftíu jsou i na vlákninu v průměru bohatší (asi 3,2 až 5,8 % hmotn.) než například pšenice, ječmen, žito, rýže, kukuřice. Zrna tmavá obsahují více vlákniny než zrna světlá.

V potravinářské výrobě se dosud jednotlivé samostatné frakce amaranttyového semene neužívají, zrno a mouka se celé přidávají do potravinářských výrobků.

i • ·

Pro získání bílkovinné a škrobové frakce a vlákniny z amarantftového zrna je vhodné nejprve strukturu zrna rozrušit semletím na mouku a zpřístupnit tak jeho vnitřní část. Pro zvýšení výtěžnosti škrobu po extrakci tuku je vhodné opakované mletí. Průmyslově využitelné postupy extrakce olejů z mouky jsou založeny na používání organických rozpouštědel, která však mohou surovinu senzoricky částečně znehodnotit a navíc nejsou vhodná ani z hlediska výtěžnosti.

Získání bílkoviny amaranthu je průmyslově prováděno extrakcí v mírně alkalickém vodném roztoku, používají se roztoky NaOH (0,02M) při pH 9,0 až 9,5. Poměr mouky k extrakční lázni se udává 1.15, teplota 45°C a doba extrakce 5 minut jako optimální pro maximum extrahované bílkoviny. Po oddělení extraktu se bílkovina vysráží úpravou pH na 5,5 a oddělí sedimentací nebo odstředěním. Bílkovinný extrakt je doporučován jako potravina s vysokým obsahem proteinů a emulgační prostředek. Izolace škrobu z amarantl^ové mouky byla předmětem výzkumu; byla popsána extrakce hydroxidem sodným, kalomelem a dioxidem siřičitým. Z těchto metod se nejčastěji používá alkalická metoda, která ve své modifikaci představuje jednostupňovou metodu extrakce 0,25%ním hydroxidem sodným.

Rovněž vláknina amaranthu má mnohé cenné nutriční vlastnosti. Lze ji získávat jako zbytek po oddělení bílkovin a škrobu z celozrnné mouky.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody z velké části odstraňuje způsob zpracování amarantjjíové mouky podle tohoto vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že z mouky s rozrušenou strukturou amarant^ového zrna se působením kapalného kysličníku uhličitého pod jeho kritickým bodem při tlaku 0,1 až 0,4 MPa a teplotě v rozmezí od 18 do 80°C extrahuje olejová frakce. Extrakce olejové frakce se s výhodou provádí při teplotách v rozmezí od 18 do 20°C. Použití kapalného kysličníku uhličitého nezanechává po sobě nežádoucí zbytky rozpouštědel; kysličník uhličitý je bezezbytku těkavý. Tento způsob je šetrný na olej a zachovává plně jeho senzorické vlastnosti. Vlákno amarant^ového zrna přitom zkřehne, lépe se smáčí a zlepšuje proces zpracování mouky.

Po extrakci olejové frakce se mouka dále míchá ve vodném roztoku s pH vyšším než 7 při teplotě nad 18°C po dobu 5 až 60 minut, pak se vzniklá směs odstředí a odstředěný roztok se následně upraví na hodnotu pH v rozmezí od 3,5 až 6,5, čímž se z něj vysráží bílkoviny. Vodným roztokem je s výhodou NaOH (0,02 M). Odstředěný roztok se upraví na hodnotu pH 5,5 zředěním kyselinou fosforečnou. Po upravení odstředěného roztoku na hodnotu pH se roztok ponechá v klidu a po vysrážení bílkovin se odstředěním tyto bílkoviny separují. Po odstranění olejů je surovina lépe extrahovatelná vodnými roztoky, v důsledku snížení mezipovrchového napětí ve fázovém rozhraní mezi vodnou a pevnou fází dochází ke zvýšení smáčivosti. Úpravou odstředěného roztoku na hodnotu pH 5,5 je dosaženo toho, že protein je minimálně rozpustný v této oblasti pH a dochází k jeho koagulaci.

Po upravení odstředěného roztoku na hodnotu pH se roztok ponechá v klidu a po vysrážení bílkovin se odstředěním tyto bílkoviny separují. Usazenina, získaná odstředěním bílkovinného extraktu, se rozmíchá ve zředěném alkalickém roztoku, například hydroxidu sodného, a po mírném míchání po dobu 20 až 60 minut se roztok odfiltruje, odstředí nebo dekantuje a upraví zředěnou kyselinou, například kyselinou fosforečnou, na pH o velikosti 4 až 7 a znovu se filtruje, odstřeďuje nebo dekantuje, čímž se získá vrstva škrobu, který se usuší. Sušení lze provádět běžnými potravinářskými způsoby, například teplým vzduchem v komorové nebo tunelové sušárně.

Usazenina po filtraci, odstředění nebo dekantaci škrobového extraktu se rozmíchá ve vodě, neutralizuje zředěným roztokem kyseliny, například kyseliny fosforečné, na pH v rozsahu od 4 do 7, odstředí se, případně odfiltruje nebo dekantuje a získaná vláknina se následně usuší. Výhodná je úplnost zpracování amaranthové mouky podle vynálezu a získání olejové, bílkovinné a škrobové frakce i vlákniny.

Příklady provedení vynálezu

1. Extrakce olejů z mouky:

Výchozí surovinou je celozrnná amarant^ová mouka. Proces extrakce probíhá působením kapalného kysličníku uhličitého při tlaku 0,4 MPa a teplotě 18 až 20°C, pod kritickým bodem kysličníku uhličitého.

2. Izolace bílkovin:

K extrakci byla vzata navážka 75 g celozrnné amaranthové mouky po odstranění olejů. Extrahováno bylo za míchání v 1125 ml vodného roztoku NaOH (0,02N), *44* · · · *44· • · 4···· 4 44 4

44444*4 4*4 *4* * * **** 4 *

4*44 4**4 44 44 44 4* ohřátém na 45°C při hmotn. poměru mouky k roztoku 1:15. Tento proces probíhal 5 minut při stálém míchání roztoku. Pak byla směs odstředěna ve skleněné kývete při 1500 otáčkách za minutu na laboratorní odstředivce a horní roztok převeden do kádinky, kde byla zředěnou kyselinou fosforečnou (1 : 10) po kapkách upravena hodnota pH na 5,5. Roztok byl ponechán 15 minut v klidu, během této doby se oddělila světle hnědá sraženina, která byla separována odstředěním v kyvetě při 2500 otáčkách za minutu. Odstředěná bílkovina byla usušena teplým vzduchem běžným potravinářským způsobem. Výtěžek byl 21,51 g (29,4 % hmotn. vztaženo na množství mouky).

3. Izolace škrobu:

K izolaci škrobu byla použita usazenina, získaná odstředěním bílkovinného extraktu z amarant^ové mouky. Tato usazenina byla rozmíchána v 0,25%ním roztoku NaOH v poměru 1 :10 % obj. a po mírném míchání po dobu 30 minut byla směs odstředěna v kyvetě při 1500 otáčkách za minutu po dobu 5 minut. Horní vrstva byla slita do kádinky, pH upraveno na 6,5 zředěnou kyselinou fosforečnou a znovu odstředěno při 2500 otáčkách za minutu po dobu 5 minut. Usazená vrstva škrobu byla převedena do misky a usušena. Výtěžek byl 16,90 g (23,1 % hmotn. vztaženo na množství mouky).

4. Izolace vlákniny:

Vláknina je zbytkem získaným po oddělení bílkovin a škrobu z amarantKpvé mouky.

Byla připravena z usazeniny po odstředění škrobového extraktu tak, že byla rozmíchána ve vodě (1 :10 obj.), neutralizována zředěným roztokem kyseliny fosforečné (1:10 obj.) na pH 6,5 a odstředěna. Usazenina byla usušena. Výtěžek byl 34,84 g (47,5 % hmotn. vztaženo na množství mouky).

Průmyslová využitelnost

Způsob zpracování amarant^ové mouky podle vynálezu je určen pro získávání olejové, bílkovinné a škrobové frakce i vlákniny.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zpracování amarant^ové mouky, vyznačující se tím, že z mouky s rozrušenou strukturou amarant)tového zrna se působením kapalného kysličníku uhličitého pod jeho kritickým bodem při tlaku 0,1 až 0,4 MPa a teplotě v rozmezí od 18 do 80°C extrahuje olejová frakce.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že extrakce olejové frakce se provádí při teplotách v rozmezí od 18 do 20°C.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že po extrakci olejové frakce se mouka dále míchá ve vodném roztoku s pH vyšším než 7 při teplotě nad 18°C po dobu 5 až 60 minut, pak se vzniklá směs odstředí a odstředěný roztok se následně upraví na hodnotu pH v rozmezí od 3,5 až 6,5, čímž se z něj vysráží bílkoviny.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že vodným roztokem je NaOH (0,02 M).
5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že odstředěný roztok se upraví na hodnotu pH 5,5 zředěním kyselinou fosforečnou.
6. Způsob podle některého z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že po upravení odstředěného roztoku na požadovanou hodnotu pH se roztok ponechá v klidu a po vysrážení bílkovin se odstředěním tyto bílkoviny separují.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že usazenina, získaná odstředěním bílkovinného extraktu, se rozmíchá ve zředěném alkalickém roztoku, například hydroxidu sodného, a po mírném míchání po dobu 20 až 60 minut se roztok odfiltruje, odstředí nebo dekantuje a upraví zředěnou kyselinou, například kyselinou fosforečnou, na pH o velikosti 4 až 7 a znovu se filtruje, odstřeďuje nebo dekantuje, čímž se získá vrstva škrobu, který se usuší.

• · · · · · · · · · · • · 0 0 0 0 0 ····

0 ······» ··· ··· • 0 · 0 · · · ·

0000 0··· 00 ·· 00 ·0
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že usazenina po filtraci, odstředění nebo dekantaci škrobového extraktu se rozmíchá ve vodě, neutralizuje zředěným roztokem kyseliny, například kyseliny fosforečné, na pH v rozsahu od 4 do 7, odfiltruje se nebo odstředí a získaná vláknina se následně usuší.